由于PIN管中大部分入射光在I区被吸收，产生的光生电子空穴对将立即被电场分离，并分别向N区和P区作快速漂移运动。PIN光电二极管I区两侧的P区和N区厚度很薄，吸收入射光的比例很小，光生电子空穴对只能作扩散运动。中间层本征材料具有高阻抗性质，使大部分电压加于其上，因而中间层存在一个较强的电场。实质上耗尽层可扩展到I区之外，其宽度可在制造过程中通过控制中间层厚度来调节。

PIN光电二极管结构原理图

与PN光电二极管相比，PIN光电二极管耗尽层变宽，光电流的漂移分量相对于扩散分量占支配地位，提高了响应度。耗尽层的加宽也明显地减小了结电容，使电路的时间常数减小。同时还有利于对长波区的吸收。PIN光电探测器的优点使其在光通信、激光雷达及其他快速光电自动控制领域得到了广泛的应用。

虽然耗尽层宽度增大可提高响应度，但是宽度过大将导致响应速度变慢。因此，耗尽区宽度要考虑灵敏度和带宽这两个指标，合理折中选取。